Como medir un condensador sin capacímetro

Como calcular la capacitancia de un condensador

Muchas veces nos vemos en la necesidad de saber cuánto es el valor de un capacitor de arranque o de línea para un motor y no tenemos el capacímetro a disposición, para estos casos hoy les explico como calcular la capacitancia de un condensador de forma exacta.

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Medir un condensador usando corriente continua requiere de procedimientos muy complejos, algunos de ellos son:

• - > Conectarlo en paralelo a una bobina para medir la frecuencia de resonancia de ambos al desconectarse la alimentación.
• - > Medir el tiempo de carga o de descarga del mismo.
• - > Conectarlo a un oscilador controlado por capacitancia y medir la frecuencia que se genera en generador.
• - > Muchos más.

Básicamente un condensador al conectarse a una fuente de energía alterna aparece en el la reactancia capacitiva que se opone a esta circulación. Esta reactancia tiene dos componentes, una parte resistiva y la otra capacitiva que en sumatoria se le llama impedancia.

La impedancia en energía alterna es digamos en groso modo igual que en la energía continua y obedece a las mismas leyes como lo son, las leyes de Kirchoff o la ley de Ohm, entre otras que aprendimos en la escuela.

Entonces la impedancia de un capacitor se denota: Xc = r – j 1 / (wC)

Donde:

R = Es la parte resistiva del elemento como los cables y las capas que conforman el elemento (esta es bastante pequeñas y para elementos pequeños es despreciable)

W = 2 x pi x frecuencia de red  (Velocidad angular para ondas sonoidales)

C = capacidad del condensador en Faradios.

j = es la parte imaginaria de la impedancia que denota el ángulo de la impedancia.

Entonces como lo que medimos son capacitores pequeños y simples, tampoco lo relacionaremos con otras impedancias, podemos simplificar un poco la ecuación y nos queda:

Xc = 1 / (2 x pi x f x C)

Esta última es la ecuación de impedancia de nuestro condensador.

Ahora montamos el siguiente circuito eléctrico.

Vf es nuestra fuente con el transformador de 12V y 60hz. Use un transformador porque se baja la tensión de 110V alternos que tenemos en nuestro hogar a unos seguros 12V alternos que podemos incluso tocar con las manos sin correr riesgos eléctricos.

C es nuestro capacitor bajo prueba.

Tanto a Vf como a Ic la medimos con el multímetro de la siguiente forma:

Medir la corriente del condensador:

Medir la tensión del condensador:

Aplicando ley de ohm a nuestro circuito nos queda:

Vf = Ic x Xc

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Despejamos Xc:

Xc = Vf / Ic

Sustituimos Xc por la ecuación de su impedancia:

1 / (2 x pi x f x C) = Vf / Ic

Despejando C que es la que no conocemos:

C = Ic / (2 x pi x f x Vf)

Importante que esta C nos dará en Faradios.

1 microfaradio = 1uF = 1x10E-6 o 0,000001 F

1 nano faradio = 1nF = 1x10-9 o 0,000000001 F

Que condensadores podemos medir con este método

Con este método podemos medir cualquier tipo de condensador. Lo importante es que la fuente de tensión no exceda la indicada en la placa del condensador. Porque si colocamos un condensador de 16V en una fuente de 20V, este se recalentará y explotará.

Los condensadores electrolíticos tienen polaridad y son más propensos al calentamiento, use fuentes de tensión de hasta el 70% del valor de placa para evitar problemas.

Puede medir la capacidad que sea, no hay limites salvo en la precisión del instrumento que use para medir la corriente y el voltaje.

Recomendaciones para el montaje

Antes de colocar el amperímetro verifique la escala del mismo. Un condensador de más de 50uF excederá los 200mA y puede en este caso dañar internamente al amperímetro. Colóquelo en la escala más grande si no está seguro de la corriente que circulará por el circuito.

Puede usar este método con fuentes de energía alterna de mayor voltaje (Solo para condensadores usados en motores) y usando una pinza amperimétrica. Pero si usas un transformador reductor es más seguro de manipular y el probador le servirá no solo para condensadores de motores, sino que también para los utilizados en electrónica.

Mida tanto la corriente como la tensión del capacitor bajo prueba. Recuerde que un transformador varía el voltaje en función de la carga que se conecte, así que no se confíe.

Un video de cómo lo hice.

Medir condensadores de mayor capacidad (> 5000 uF)

Para este caso, recomiendo asociar dos condensadores en serie para bajar la capacitancia y así disminuir la corriente de consumo en 60hz.

Recuerda que al acoplar condensadores en serie la capacitancia total es la suma de los inversos y a la inversa. ¿Una locura no? jajajaja.

Algo como lo dicta la siguiente ecuación:
1 / Ct = 1 / C1 + 1 / C2
Donde:
Ct = Capacitancia equivalente en serie.
C1 = Condensador 1 en serie con C2
C2 = Condensador 2 en serie con C1

Ahora bien, lo que haremos entonces es usar un condensador del que ya sepamos exactamente su valor y lo acoplamos en serie al condensador de mayor tamaño.

Realizamos las mediciones tal como nos indica el método que ya he descrito para hallar la capacitancia (medir voltaje y corriente del circuito serie de condensadores).

Entonces usamos la siguiente ecuación:

C = 1 / [(1 / Cmedida ) - (1 / Cconocido)]
Donde:
C = es el condensador de mayor tamaño que buscamos.
Cmedida = es la capacitancia medida del serie de C1 y C2
Cconocido = es el condensador del que sabemos su valor.

Y con esto calculamos sin problemas capacitancias muy grandes, de hasta 20mil y 35mil mF.

La recomendación es que el condensador conocido debe ser grande, por lo menos de 2000 o 3000 uF para que los errores decimales no afecten demasiado el cálculo.

Bajar en lo posible la tensión de alimentación para que corriente consumida baje y no estrese al condensador.

Para cualquier duda o sugerencia, abajo en la sección de preguntas y comentarios.

Escrito por:

Alfredo G.

Al-proyecto